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一种培肥型土壤调理剂及其用途
申请号	CN202311692650.2	申请日	2023-12-11	公开(公告)号	CN117843416A	公开(公告)日	2024-04-09
申请人	甘肃农业大学;			发明人	高玉红; 王一帆; 牛济军; 郭丽琢; 吴兵; 剡斌; 牛俊义; 崔政军; 文泽东; 范鑫; 汪嘉男; 王海娣; 徐鹏; 文明;
摘要	本发明公开了一种培肥型土壤调理剂及其用途，由如下原料组成：有机物料、矿渣粉、生物炭、微生物菌粉、豆饼粉、硫酸钾、磷酸二氢钾、硅藻土，水。将本发明所述的改良型土壤调理剂施用于土壤，可提高土壤肥力、改善土壤结构，促进作物生长。本发明采用有机物料、矿渣粉、生物炭等多种原料，具有良好的肥力、结构改善和环保性能。本发明制备方法简单，易于操作，降低生产成本。本发明通过添加土壤调理剂可显著提高秸秆覆盖下玉米的株高、茎粗以及干物质积累量，其中大行农业氨基酸(液体)土壤调理剂(E)表现最优，不同土壤调理剂处理下的土壤含水量因生育时期和作物种类的不同而存在差异。
权利要求	1.一种培肥型土壤调理剂，其特征在于由如下重量份的原料组成：有机物料60～80份、矿渣粉15～25份、生物炭12～16份、微生物菌粉4～6份、豆饼粉15～25份、硫酸钾8～10份、磷酸二氢钾4～8份、硅藻土6～10份，水适量。 2.根据权利要求1所述的一种培肥型土壤调理剂，其特征在于所述有机物料为农副产品、动物粪便、生物质废弃物中的一种或多种。 3.根据权利要求1所述的一种培肥型土壤调理剂，其特征在于所述矿渣粉为钢铁厂、电厂、化工厂等工业废渣中的一种或多种。 4.根据权利要求1所述的一种培肥型土壤调理剂，其特征在于所述生物炭为植物源、动物源或微生物源中的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的一种培肥型土壤调理剂，其特征在于所述微生物菌粉为固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的一种培肥型土壤调理剂，其特征在于由如下重量份的原料组成：有机物料70份、矿渣粉20份、生物炭14份、微生物菌粉5份、豆饼粉20份、硫酸钾9份、磷酸二氢钾6份、硅藻土8份，水适量。 7.根据权利要求1～6所述的一种培肥型土壤调理剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1)取有机物料重量份的1/3、矿渣粉、生物炭重量的2/5和微生物菌粉混合均匀，得物料Q； 2)将有机物料重量份的2/3和豆饼粉混合均匀后进行发酵处理，得到物料X，备用； 3)将生物炭重量的3/5、硫酸钾、磷酸二氢钾、硅藻土、物料X混合均匀，然后再加入物料Q、水搅拌均匀，得到土壤调理剂浆料S，紧接着将土壤调理剂浆料S以3～4s很短的时间内通过5～7Mpa、50～60℃下固化，然后进行喷雾干燥，即得所述的培肥型土壤调理剂。
说明书全文	一种培肥型土壤调理剂及其用途技术领域 [0001] 本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种培肥型土壤调理剂及其用途。背景技术 [0002] 旱坡地改梯田可以起到拦蓄降水、减少水土流失、改善生态环境的目的，也是提高作物生产力、发展农业生产的重要途径之一。但新修梯田往往生土裸露、土壤养分含量极低且易板结，土壤水、肥、气、热环境不协调，导致作物生长发育状况差，产量低而不稳定，干旱年份甚至出现当年绝收，如何培肥新修梯田土壤、提高作物产量是该区农业生产面临的重要问题。 [0003] 土壤改良剂的出现无疑为上述问题的解决提供了一个有效的途径，其可改善土壤结构，提高肥力，增加其保水、保肥性能。侯云鹏等认为土壤施人生物改良剂可以使土壤容重变小，孔隙度增大，易于截留吸附渗入土壤中的水分和释放出的营养元素离子，使有效养分元素不易被固定。当前对土壤的改良对其肥力、结构改善较小，且在生育后期含水量较低，作物吸收效率不够高。发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种提高其肥力和生育后期含水量，提升作物吸收效率的培肥型土壤调理剂及其用途。 [0005] 为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案： [0006] 一种培肥型土壤调理剂，由如下重量份的原料组成：有机物料60～80份、矿渣粉15～25份、生物炭12～16份、微生物菌粉4～6份、豆饼粉15～25份、硫酸钾8～10份、磷酸二氢钾4～8份、硅藻土6～10份，水适量。 [0007] 进一步地，所述有机物料为农副产品、动物粪便、生物质废弃物中的一种或多种。 [0008] 进一步地，所述矿渣粉为钢铁厂、电厂、化工厂等工业废渣中的一种或多种。 [0009] 进一步地，所述生物炭为植物源、动物源或微生物源中的一种或多种。 [0010] 进一步地，所述微生物菌粉为固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌中的一种或多种。 [0011] 作为优选，所述的培肥型土壤调理剂，由如下重量份的原料组成：有机物料70份、矿渣粉20份、生物炭14份、微生物菌粉5份、豆饼粉20份、硫酸钾9份、磷酸二氢钾6份、硅藻土8份，水适量。 [0012] 所述的培肥型土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤： [0013] 1)取有机物料重量份的1/3、矿渣粉、生物炭重量的2/5和微生物菌粉混合均匀，得物料Q； [0014] 2)将有机物料重量份的2/3和豆饼粉混合均匀后进行发酵处理，得到物料X，备用； [0015] 3)将生物炭重量的3/5、硫酸钾、磷酸二氢钾、硅藻土、物料X混合均匀，然后再加入物料Q、水搅拌均匀，得到土壤调理剂浆料S，紧接着将土壤调理剂浆料S以3～4s很短的时间内通过5～7Mpa、50～60℃下固化，然后进行喷雾干燥，即得所述的培肥型土壤调理剂。 [0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0017] 1)将本发明所述的改良型土壤调理剂施用于土壤，可提高土壤肥力、改善土壤结构，促进作物生长。本发明采用有机物料、矿渣粉、生物炭等多种原料，具有良好的肥力、结构改善和环保性能。本发明制备方法简单，易于操作，降低生产成本。 [0018] 2)本发明通过添加土壤调理剂可显著提高秸秆覆盖下玉米的株高、茎粗以及干物质积累量，其中大行农业氨基酸(液体)土壤调理剂(E)表现最优，不同土壤调理剂处理下的土壤含水量因生育时期和作物种类的不同而存在差异。 [0019] 3)氨基酸(液体)土壤调理剂(E)对土壤含水量起到一定的调节作用，在生育后期(乳熟期、蜡熟期)显著增加了土壤含水量，提高了作物吸收效率。 [0020] 4)在大喇叭口期，施调理剂使玉米秸秆覆盖和马铃薯秸秆覆盖处理下的叶面积减少；在抽雄吐丝期和乳熟期，施金阜丰土壤调理剂(C)可使玉米秸秆覆盖处理下的叶面积增加。附图说明 [0021] 图1为本发明不同覆盖方式和调理剂处理下玉米株高的变化示意图。 [0022] 图2为本发明不同覆盖方式和调理剂处理下玉米茎粗的变化示意图。 [0023] 图3为本发明不同覆盖方式和调理剂处理下各器官干物质积累量示意图。 [0024] 图4为本发明不同覆盖方式和调理剂处理下玉米单株干物质积累量示意图。 [0025] 图5为本发明不同土壤调理剂对作物土壤水分含量的影响示意图。 [0026] 图6为本发明玉米秸秆覆盖下不同土壤调理剂对玉米叶面积指数的影响示意图。 [0027] 图7为本发明马铃薯秸秆覆盖下不同土壤调理剂对玉米叶面积指数的影响示意图。具体实施方式 [0028] 下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本发明精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。 [0029] 实施例1 [0030] 一种培肥型土壤调理剂，由如下重量份的原料组成：有机物料60份、矿渣粉15份、生物炭12份、微生物菌粉4份、豆饼粉15份、硫酸钾8份、磷酸二氢钾4份、硅藻土6份，水适量。有机物料为农副产品、动物粪便、生物质废弃物中的一种或多种。矿渣粉为钢铁厂、电厂、化工厂等工业废渣中的一种或多种。生物炭为植物源、动物源或微生物源中的一种或多种。微生物菌粉为固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌中的一种或多种。 [0031] 培肥型土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤： [0032] 1)取有机物料重量份的1/3、矿渣粉、生物炭重量的2/5和微生物菌粉混合均匀，得物料Q； [0033] 2)将有机物料重量份的2/3和豆饼粉混合均匀后进行发酵处理，得到物料X，备用； [0034] 3)将生物炭重量的3/5、硫酸钾、磷酸二氢钾、硅藻土、物料X混合均匀，然后再加入物料Q、水搅拌均匀，得到土壤调理剂浆料S，紧接着将土壤调理剂浆料S以3～4s很短的时间内通过5～7Mpa、50～60℃下固化，然后进行喷雾干燥，即得所述的培肥型土壤调理剂。 [0035] 实施例2 [0036] 一种培肥型土壤调理剂，由如下重量份的原料组成：有机物料70份、矿渣粉20份、生物炭14份、微生物菌粉5份、豆饼粉20份、硫酸钾9份、磷酸二氢钾6份、硅藻土8份，水适量。 [0037] 培肥型土壤调理剂的制备方法同实施例1。 [0038] 实施例3 [0039] 一种培肥型土壤调理剂，由如下重量份的原料组成：有机物料80份、矿渣粉25份、生物炭16份、微生物菌粉6份、豆饼粉25份、硫酸钾10份、磷酸二氢钾8份、硅藻土10份，水适量。 [0040] 培肥型土壤调理剂的制备方法同实施例1。 [0041] 实验例 [0042] 本发明试验采用裂区设计，主处理为作物种类，设2个水平：①玉米(M)；②马铃薯(T)。副处理为土壤调理剂种类，设8个水平，具体如表1所示： [0043] [0044] 由表1，得到如下结果： [0045] 1、土壤调理剂对玉米株高的影响 [0046] 两种覆盖方式下，玉米株高均在大喇叭口期至抽雄‑吐丝期生长迅速，后期变化趋势不大，如图1所示。在大喇叭口期，不同覆盖方式下，玉米株高均在E处理下达到最大值，其中ME较MB、PA、PD、PG处理分别显著高出10.57％、12.89％、10.46％和11.28％。而在抽雄‑吐丝期则表现为F处理最高，其中MF和PF处理均显著高于MG和PE处理，与其他处理无显著性差异。玉米生长后期，玉米秸秆覆盖与氨基酸液体调理剂配置仍明显促进了玉米的生长，而在马铃薯覆盖下，该调理剂对玉米株高的促进作用不明显。总体来看，除抽雄‑吐丝期外，其他生育时期玉米秸秆覆盖下株高要高于马铃薯秸秆覆盖。 [0047] 2、土壤调理剂对玉米茎粗的影响 [0048] 茎粗在整个生育期内变化幅度不大(图2)。大喇叭口期，玉米秸秆覆盖下F处理表现最好，而马铃薯秸秆覆盖下C处理表现最好。同种覆盖方式下，MF较MCK显著提高10.96％，且与其他处理差异显著；PC处理较PCK显著提高13.21％，与其他处理差异显著。在抽雄‑吐丝期，两种覆盖方式的玉米茎粗均在B处理下达到最大值，且PB比MB处理提高了6.09％，除MB、PC、PF处理外，PB显著高于其他处理，平均提高了16.34％。蜡熟期，PE处理表现最好，较PCK处理显著提高了18.34％。与株高相反，茎粗在马铃薯秸秆覆盖处理下表现更好，较玉米秸秆覆盖平均提高了2.40％。综上说明，玉米秸秆覆盖促进了株高，而马铃薯秸秆覆盖促进了茎粗，且不同生育时期，覆盖方式和不同调理剂配置对玉米株高、茎粗的调控效应不同。 [0049] 3、土壤调理剂对玉米干物质积累量的影响 [0050] 不同生育时期下玉米单株干物质积累量的主要贡献器官不同(图3)，大喇叭口期主要以叶、茎为主；抽雄‑吐丝期以叶、茎、穗、雄穗为主，其中茎的贡献率最高，平均达到了61.56％；乳熟期至蜡熟期，均以叶、茎、雄、穗、籽为主，其中籽粒贡献率增长较快，由 29.85％增加到了49.05％。前期玉米干物质积累量以茎叶为主，后期随着营养物质转运至籽粒而下降，为玉米产量提高奠定了基础。 [0051] 玉米单株干物质积累量随生育进程的增进呈持续升高的趋势，在蜡熟期达到最大值(图4)。大喇叭口期，作物干物质积累量在MF处理下达到最大值，较PF提高了26.53％，显著高于MC处理49.58％。抽雄‑吐丝期，马铃薯覆盖处理下玉米单株干物质积累量整体上高于玉米秸秆覆盖，平均高出10.06％，但各处理间无显著性差异。乳熟期MC、ME处理表现较好，显著高于MA、PB、PF处理。蜡熟期玉米单株干物质积累量较前一时期有较大幅度提高，玉米秸秆覆盖和马铃薯秸秆覆盖下，依次为E、B处理表现最好，PD处理下干物质积累量最低，仅有228.63g/plant。各个调理剂处理下，玉米干物质积累量总体表现为E>C>B>F>CK>G>A>D，且马铃薯秸秆覆盖较玉米秸秆覆盖处理干物质积累量增大。 [0052] 4、土壤调理剂对玉米土壤水分含量的影响 [0053] 如图5所示，不同土壤调理剂处理下的土壤含水量因生育时期和作物种类的不同而存在差异。 [0054] ①大喇叭口期，除MB外，各处理0～60cm土层土壤含水量均呈下降趋势。各处理之间，0～100cm土层土壤含水量均以不加土壤调理剂最高。其中0～40cm，MCK和MC较其他处理显著提高23.96％～97.86％和30.70％～78.35％，40～60cm，MA、MB和MCK之间差异不显著，60～80cm，除百祥牛粪有机肥外的其他土壤调理剂均显著降低了土壤含水量。说明在生长前期，添加土壤调理剂能促进植株对水分的吸收，促进作物进入生殖生长。 [0055] ②抽雄吐丝期，各土层土壤含水量因灌水明显高于大喇叭口期，但因调理剂和作物种类而异。0～40cm，各处理土壤含水量在PCK处理下最高，较其他处理显著高出1.38％～29.24％和6.03％～23.70％，40～80cm则在PC处理时最高。 [0056] ③乳熟期，PB、PC、PF处理下土壤含水量随图层深入含水量下降，硅钙钾镁碱性土壤调理剂、甘肃绿能土壤调理剂与CK对玉米和马铃薯田土壤含水量的影响表现一致，均显著高于白象牛粪有机肥处理。 [0057] ④蜡熟期，各土层土壤含水量均在MCK处理下最高，MF处理下0～40cm、80～100cm玉米、马铃薯土壤含水量均较低，说明大行农业有机肥对土壤含水量起到一定的调节作用，在生育后期为满足作物生长该处理下的土壤水分更易被作物吸收。 [0058] 5、土壤调理剂对玉米叶面积指数的影响 [0059] 不同时期各处理对玉米叶面积影响不同。在玉米秸秆覆盖下，叶面积随生育时期的推进呈先减小后增大的趋势，表现为大喇叭口期＞乳熟期＞抽雄吐丝期(图6)。 [0060] ①在大喇叭口期，施加土壤调理剂降低了玉米叶面积，CK处理较其他施调理剂处理显著较高，其中金阜丰土壤调理剂(C)处理与CK处理有显著性差异，叶面积降低了9.86％，其他施肥处理与CK处理差异不显著。 [0061] ②在抽雄吐丝期，施肥处理的影响各有不同，在农大肥业硅钙钾镁碱性土壤调理剂(A)处理、金阜丰土壤调理剂(C)处理和大行农业腐殖酸土壤调理剂(D)处理下叶面积增加，各处理之间差异不显著；在乳熟期，农大肥业硅钙钾镁碱性土壤调理剂(A)处理使叶面积降低，金阜丰土壤调理剂(C)处理各处使叶面积增加，各处理理之间差异不显著。在马铃薯秸秆覆盖下，随着生育时期的推进，叶面积呈下降趋势，表现为大喇叭口期＞抽雄吐丝期＞乳熟期(图7)。 [0062] ③在大喇叭口期，施加不同的土壤调理剂都降低了叶面积，各处理之间差异不显著；抽雄吐丝期，金阜丰土壤调理剂(C)处理下叶面积提高了15.25％，较CK差异不显著，但与大行农业腐殖酸土壤调理剂(D)处理、大行农业氨基酸(液体)土壤调理剂(E)处理和百祥牛粪有机肥(G)处理有显著性差异。 [0063] ④在乳熟期，金阜丰土壤调理剂(C)处理下提高叶面积显著提高，与CK处理和农大肥业硅钙钾镁碱性土壤调理剂(A)处理有显著性差异，分别提高了25.24％和23.05％。 [0064] 本发明通过添加土壤调理剂可显著提高秸秆覆盖下玉米的株高、茎粗以及干物质积累量，其中大行农业氨基酸(液体)土壤调理剂(E)表现最优，不同土壤调理剂处理下的土壤含水量因生育时期和作物种类的不同而存在差异。氨基酸(液体)土壤调理剂(E)对土壤含水量起到一定的调节作用，在生育后期(乳熟期、蜡熟期)显著增加了土壤含水量，提高了作物吸收效率。在大喇叭口期，施调理剂使玉米秸秆覆盖和马铃薯秸秆覆盖处理下的叶面积减少；在抽雄吐丝期和乳熟期，施金阜丰土壤调理剂(C)可使玉米秸秆覆盖处理下的叶面积增加。 [0065] 以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。

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